第二章 电势能与电势差 单元练习卷-2025-2026学年高二上学期鲁科版必修第三册

福建省三明市沙县区2025-2026学年上学期期末 鲁科版高二物理《电势能与电势差》单元练习卷 （练习时间：50分钟，满分：100分） 一、单选题：本大题共4小题，共16分。 1.带电粒子仅在电场力作用下，从电场中点以初速度进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到点，如图所示，则从到过程中，下列说法正确的是(    ) A. 粒子加速度一直增大 B. 粒子先加速后减速 C. 粒子带正电荷 D. 粒子的机械能先增大后减小 2.物理建模能力是高中物理学习的重要能力之一。两个等量异种电荷组成的系统称为电偶极子。而体检做心电图的过程中心脏就可看作电偶极子模型，其等效电场如图所示。正、负点电荷连线上与点关于点对称，正、负点电荷连线的中垂线上与点关于点对称，则由图可知(    ) A. 点的电场强度比点的电场强度小 B. 点的电势比点的电势低 C. 人体内的在点的电势能比在点的电势能大 D. 若人体内沿两点电荷连线的中垂线从点运动到点，电场力不做功 3.某静电场中，其一条电场线恰好与轴重合，其电势随坐标变化的图像如图所示，一带正电的粒子以一定初速度沿轴从点运动到，粒子仅受电场力，下列说法正确的是(    ) A. 处电场强度最大 B. 处电势为零，电场强度也为零 C. 粒子在处电势能最大，动能最小 D. 粒子从到受到的电场力和从到受到的电场力方向相反 4.如图甲所示，真空中水平放置两块长度为的平行金属板、，两板间距为，两板间加上如图乙所示最大值为的周期性变化的电压，在两板左侧紧靠板处有一粒子源，自时刻开始连续释放初速度大小为、方向平行于金属板的相同带电粒子，时刻释放的粒子恰好从板右侧边缘离开电场，已知电场变化周期，粒子质量为，不计粒子重力及相互间的作用力，则(    ) A. 在时刻进入的粒子离开电场时速度大小为 B. 粒子的电荷量为 C. 在时刻进入的粒子离开电场时电势能减少了 D. 在时刻进入的粒子刚好从板右侧边缘离开电场 二、多选题：本大题共4小题，共24分。 5.手机运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的。如图，极板固定，当手机的加速度变化时，极板只能按图中标识的“前后”方向运动。图中为定值电阻。下列对此传感器描述正确的是(    ) A. 静止时，电流表示数为零，电容器极板带正电 B. 由静止突然向前加速时，电容器的电容增大 C. 由静止突然向前加速时，电流由向流过电流表 D. 保持向前匀减速运动时，电阻以恒定功率发热 6.如图，两对等量异号点电荷、固定于正方形的个顶点上。、是该正方形两条对角线与其内切圆的交点，为内切圆的圆心，为切点。则(    ) A. 和两点处的 电场方向相互垂直 B. 点的电场方向平行于该点处的切线，方向向左 C. 将一带正电的点电荷从点移动到点，电场力做正功 D. 将一带正电的点电荷从点移动到点，电场力做功为零 7.分别将带等量正电的三个等质量小球，以不同的水平速度由点射入水平放置的平行金属板间，已知上带正电，下板板接地．三小球分别落在图中、、三点，则(    ) A. 三小球在电场的加速度大小相等 B. 三小球在电场中加速度大小关系是 C. 三小球在电场中运动时间 D. 三小球到达下板时的动能关系是 8.有一匀强电场的方向平行于平面，平面内、、、四点的位置如图所示，、分别垂直于轴、轴，其中、、三点电势分别为：、、，使一电荷量为的负点电荷由点开始沿路线运动，则下列判断正确的是(    ) A. 坐标原点的电势为 B. 电场强度的大小为 C. 该点电荷在点的电势能为 D. 该点电荷从点移到点过程中，电场力做功为 三、填空题：本大题共4小题，共20分。 9.某电场的等势面如图所示，一个电子仅在电场力作用下运动，、、是某轨迹上的三个点，处的电场强度          选填“大于”或者“小于”处的电场强度；电子在点的速度大小          选填“大于”、“小于”或者“等于”点的速度大小；电子从点移到点，电场力做功          。 10.匀强电场的方向平行于平面，平面内、、三点的位置如上图所示，三点的电势分别为、、，则点的电势为          ，该匀强电场电场强度的大小为          。 11.将电荷量为的负电荷从电场中点移到点，克服电场力做了的功，再将电荷从点移到点，电场力做了的功，则、两点间的电势差为          ，电荷从点移到点再从点移到点的过程中，电势能变化了          。 12.如图所示，电容器上极板接电源正极、下极板接电源负极，且将上极板接地，电源电压恒定，开关始终闭合，一带电液滴恰静止在电容器内部点。现将电容器下极板向下平移一小段距离，则电容器的电容将          选填“不变”、“增大”或“减小”液滴将          选填“静止不动”、“向下运动”或“向上运动”点的的电势将          选填“升高”、“降低”或“不变”。 四、实验题：本大题共2小题，共18分。 13.某实验小组同学对点电荷产生的静电场做了如下探究： 实验小组同学将电荷量为的正试探电荷放入点电荷产生的静电场中的点，发现试探电荷受到的电场力为，则点的电场强度大小为          。 实验小组同学在该电场中的、两处分别引人不同的试探电荷，得到试探电荷受到的电场力随电荷量变化的图像如图甲所示，角度，则、两处电场强度          选填“”、“”、“”或“无法判定”，电场中某点电场强度的方向与试探电荷的正负          选填“有关”或“无关”。 实验小组同学通过实验的方法描绘出该点电荷产生的静电场的电场线，如图乙所示，点为的中点，则点电荷带          电选填“正”或“负”；、、三点的电势之间的关系为          选填“”“”或“”。 14.某实验小组测量电容器的电容的实验器材有：直流稳压电源、待测电容器、定值电阻、定值电阻、电流传感器、数据采集器和计算机、单刀双掷开关、导线若干。    实验小组的同学将定值电阻等器材按图甲连接电路后，将开关与端闭合，电容器进行的是          填“充电”或“放电”过程。 将开关与端断开并与端闭合，测得的电流随时间变化的曲线如图乙所示，则电容器充满电时，电容器两极板间的电压为          。 利用计算机软件测得乙图中曲线与两坐标轴所围的面积为，则电容器的电容为          。 用替换后，重复上述实验步骤，测得的电流随时间变化的曲线如图丙中的某条虚线所示，则应是图丙中的          填“”、“”或“”。 五、计算题：本大题共2小题，共22分。 15.如图甲所示，两水平金属板间电场强度的变化规律如图乙所示．时刻，质量为的带电微粒以初速度沿中线射入两板间，时间内微粒匀速运动，时刻微粒从金属板的右边飞出．微粒运动过程中未与金属板接触．重力加速度的大小为，求： 微粒飞出极板时速度的大小； 整个过程中微粒重力势能变化量； 整个过程中电势能变化量． 16.如图所示，一对竖直放置的平行金属板构成电容器，电容为，电容器的板接地，且中间有一个小孔。一个被加热的灯丝与位于同一水平线，从灯丝上可以发射出电子，电子经过电压加速后通过小孔沿水平方向射入两极板间，打在板上并被板吸收。设电子的质量为，电荷量为，电子从灯丝发射时的初速度不计。求： 电子经加速后获得的速度； 当板吸收了个电子时，两板间的电势差； 随着电子的射入，两极板之间的电势差逐渐增加，最终使电子无法到达板。若、两极板之间的距离为，则、两极板之间的最大电场强度为多少？ 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 福建省三明市沙县区2025-2026学年上学期期末 鲁科版高二物理《电势能与电势差》单元练习卷 答案解析 一、单选题：本大题共4小题，共16分 1. 解：A.根据电场线的疏密知道场强先小后大，故加速度先减小后增大，故A错误； B.图象知粒子受电场力向右，所以先向左做减速运动后向右加速运动，故B错误； C.粒子受到的电场力沿电场线方向，故粒子带正电，故C正确； D.据轨迹弯曲程度，知电场力的方向沿电场线切线方向向右，从点到点，电场力先做负功，再做正功，机械能先减小后增大，故D错误。 故选C。 2.解： A.根据电场线越密的地方场强越大，可知点的电场强度比  点的电场强度大，故A错误； B.根据沿电场方向电势逐渐降低，可知点的电势比  点的电势高，故B错误； C.根据  ，由于点的电势比点的电势高，所以人体内的在点的电势能比在点的电势能小，故C错误； D.由于两个等量异种电荷连线的中垂线为等势线，所以人体内沿两点电荷连线的中垂线从点运动到点，电场力不做功，故D正确。 故选D。 3.解：图像中斜率表示电场强度，可知处电场强度为，最小；处的电场强度不为，故 AB 错误； C.沿电场线方向电势逐渐降低，到电场沿轴负方向，到电场沿轴正方向，粒子先减速后加速，在处动能最小、电势能最大，故C正确； D.到电场沿轴正方向，粒子受到的电场力方向相同，故D错误。 4.解： A、粒子进入电场后，水平方向做匀速运动，则时刻进入电场的粒子在电场中运动的时间，此时间正好是交变电场的一个周期，粒子在竖直方向先做加速运动后做减速运动，经过一个周期，粒子的竖直速度为零，故粒子离开电场时的速度大小等于水平速度，故A错误； B、在竖直方向，粒子在时间内的位移为，则，解得，故B错误； C、时刻进入电场的粒子，离开电场时在竖直方向上的位移为，故电场力做功为，故C错误； D、时刻进入的粒子，在竖直方向先向下加速运动，然后向下减速运动，再向上加速，向上减速，由对称可知，此时竖直方向的位移为零，故粒子从板右侧边缘离开电场，故D正确； 故选： 二、多选题：本大题共4小题，共24分 5. 解：A.静止时，极板不动，电容器电容保持不变，电路处于断路状态，电流表示数为零，电容器极板带正电，故A正确； 由静止突然向前加速时，极受到的合力向前，弹簧弹力比静止时大，极相对向后运动，极板间距增大，根据可知电容器的电容减小，电容器的电荷量减小，电路中有放电电流，流过电流表的电流方向由向，故B错误，C正确； D.保持向前匀减速运动时，极的受力保持不变，弹簧的形变量不变，极板间距保持不变，电容器电容保持不变，电路处于断路状态，电阻的功率为零，故D错误。 故选AC。 6. 解：、两个正电荷在点产生的场强方向由指向，点处于两负电荷连线的中垂线上，则两负电荷在点产生的场强方向由指向，则点的合场强方向由指向，同理可知，两个负电荷在处产生的场强方向由指向，点处于两正电荷连线的中垂线上，两正电荷在处产生的场强方向由指向，则处的合场方向由指向，由于正方形两对角线垂直平分，则和两点处的电场方向相互垂直，故A正确； B、正方形底边的一对等量异号电荷在点产生的场强方向向左，而正方形上方的一对等量异号电荷在点产生的场强方向向右，由于点离上方一对等量异号电荷距离较远，则点的场方向向左，故B正确； C.由图可知，和点位于两等量异号电荷的等势线上，即和点电势相等，所以将一带正电的点电荷从点移动到点，电场力做功为零，故C错误； D.由图可知，点的电势低于点电势，则将一带正电的点电荷从点移动到点，电场力做功不为零，故D错误。 故选：。 7. 解：由于三个小球的电量相等，其质量也相等，又处在同一电场中，故电场力相等，产生的加速度大小相等，A正确，B错误； C.在竖直方向上，它们的位移相等，加速度大小又相等，故三小球在电场中运动时间相等，C正确； D.由图可见，球水平位移最大， 球进入电场的速度最大，其动能最大，而电场力和重力做的功对于三个小球来说却是相等的，根据动能定理，则三小球到达下板时的动能  最大，  最小，D正确。 故选ACD。 8.解：A、由于是匀强电场，故沿着同一个方向前进相同距离电势的降低相等，故：，代入数据解得：，故A正确； B、由于是匀强电场，故沿着同一个方向前进相同距离电势的降低相等可知，中点电势为，连接则为等势面，如图所示： 根据几何关系可知，，则为一条电场线，且方向由指向， 电场强度为：，故B错误； C、该点电荷在点的电势能为：，故C错误； D、分析可知，等势，故点电荷从点移到点过程中，电场力做功等于点电荷从点移到点电场中做功为：，故D正确； 故选：。 三、填空题：本大题共4小题，共20分 9.解： 由图可见处点等势线比处的更密，则处的电场强度大于处的电场强度。、两处电势相等，电子在、处的电势能相等，根据能能量守恒知动能也相等，所以电子在点的速度大小等于点的速度大小。电子从点移到点，由公式。 故答案为：大于   等于 10. 解：根据匀强电场中，相互平行同方向的间距相等的两点间电势差相等可得，解得， 由于点的电势为，所以所在的面为等势面，如图所示 根据几何知识可得，到的距离为， 则电场强度的大小为。 故答案为： 11.  解： ，，则。  ，电势能变化了 。 故答案为：   12.解： 根据电容器的电容公式 可知板下移，增大，电容减小； 带电液滴处于平衡状态，可知所受电场力竖直向上，极板间电场强度竖直向下，则液滴带负电，则液滴两极板间电势差不变，下极板向下平移一小段距离，由 可知，电场强度变小，则 液滴将向下运动。 根据 ，  且，因为场强变小，则  升高。 故答案为：减小 向下运动  升高 四、实验题：本大题共2小题，共18分 13.解：根据题意，由公式可得，点的电场强度大小为； 根据题意，由公式可知，图像的斜率表示电场强度，由于，则有 电场中某点电场强度的方向与电场本身有关，与试探电荷的正负无关； 由公式可知，离点电荷越近电场强度越大，则点电荷在电场线的右端，由于电场方向指向点电荷，则点电荷带负电。 由公式可知，由图可知，段的平均电场强度小于段的平均电场强度，则有 即，可得。 故答案为： （1） （2） 无关 （3） 负 14.解： 实验小组的同学将开关与端闭合与电源连接，电容器进行的是充电过程。 电容器充满电时，电容器两极板间的电压为 利用计算机软件测得乙图中曲线与两坐标轴所围的面积为，则电容器的带电量为 则电容为。 用替换后，重复上述实验步骤，则因阻值较小，开始时放电电流较大，但是图像与坐标轴围成的面积是不变的，则测得的电流随时间变化的曲线如图丙中的。 故答案为： （1） 充电 （2） （3）  （4） 五、计算题：本大题共2小题，共22分 15. 解：由时间内微粒匀速运动，则有： 内微粒只受到重力的作用，做平抛运动， 竖直方向下降的位移 在时间内微粒的加速度，方向竖直向上， 微粒在竖直方向上做匀减速运动， 微粒在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向上选取向下为正方向， 则： 微粒的末速度： 在时刻微粒在竖直方向的分速度： 在时间内，微粒竖直方向上的位移： 则微粒在时间内在竖直方向的位移： 则微粒重力势能减少：，代入数据，联立得：； 整个过程中电场力做功，由功能关系知，电势能的变化量为零。  16. 解：电子经加速后，根据动能定理，解得； 当板吸收了个电子时，电容器带电量为， 根据，可得两板间的电势差； 当电子到达板速度刚好为，、两极板之间的电场强度达到最大值 ， 由动能定理可得，解得 。 1 学科网（北京）股份有限公司 $